04 HAL库下使用定时器产生一个中断

news2025/1/20 10:56:50

一、定时器的相关知识点

1.定时器的定义

2. 查看时钟配置

3. 定时器的分类

二、实验开始

1. 配置一个定时器

2.打开定时器的中断配置

引言

在本文的开头我想给大家分享一下单片机工作的两种工作模式轮询和中断（异步），中断也叫做异常，这是ARM架构的cpu的一些特性，大家可以先有一个了解，后续有时间的话我会在嵌入式底层原理的专题中出对应的文章供大家学习ARM的架构和工作模式啥的。没错就是轮询和中断，轮询就是将代码全部写入一个死循环里面，大家可以思考一下，单片机的裸机程序是不是就是这样的，进行相关的配置之后就将代码写入一个循环里面。

一、定时器的相关知识点

1.定时器的定义

在单片机中，定时器是一种用于生成特定时间间隔的计时器设备。它通常由一个计数器和相关的控制电路组成，可以在单片机开发中用于各种时间相关的应用，如延时、定时中断、频率计数等。定时器通常由一个特定的时钟源提供时钟信号，这个时钟源可以是外部晶振或者是内部时钟源。定时器的计数器根据时钟信号的频率逐渐递增，当计数器的值达到设定的阈值时，触发一个定时中断或者产生一个特定的事件。通过灵活的配置和编程，可以调整定时器的计数值、时钟源、工作模式和中断使能等参数，从而满足不同应用的时间控制需求。

定时器在单片机中的应用非常广泛，比如实现精准的定时中断功能，用于周期性地执行特定的代码；测量外部信号频率和脉宽，如输入的脉冲宽度调制（PWM）信号；实现延时功能，控制设备的运行时间等。不同型号的单片机会有不同的定时器模块，常见的定时器类型包括8位定时器、16位定时器、32位定时器等，每个定时器模块都具有不同的功能和特性，需要根据具体的芯片手册和开发环境来确定定时器的使用方法和配置参数。

2. 查看时钟配置

这是我目前使用的这块开发板的时钟树结构，有点复杂，这个需要配合soc的数据手册进行分析。这个就不给大家分析了，我找了一个简单的，而且大家都会的，就是stm32f103系列的soc来分析，分析一下f3系列的时钟树配置，和分析了这些时钟配置之后的我们需要思考的问题。

大家看，这是f3系列soc的总线架构，注意看我用红框框住的部分，就是各种外设，那么我们思考一个问题，当我们使用ADC,TIM这些功能需要设计到频率的时候，他们都是一样的吗？

答案：不是一样的，这个需要我们实际的需求和结合时钟树给APB1和APB2这两条总线分配合适的时钟频率，所以我们在使用定时器计算定时时间啥的，是不是得结合我们配置给这两条总线的时钟频率，再结合我们需要使用的定时器在那一条总线上来计算。

大家看我框住的地方是不是有四个时钟，如果大家使用的是f3系列的soc，那么应该是一样的，咱们看到， soc的时钟一共有四个，那么他们具体都是拿来做什么的，各有什么有缺点？

内部高速晶振：内部频率8Mhz，频率之间会产生干扰，不稳定， cpu一般采用外部晶振。
外部高速晶振： 4-16MHz，给cpu的，选择内部晶振的话干扰多

内部低速：RC震荡电路，提供给看门狗使用，看门狗的作用，cpu执行程序出问题的时候，程序出错喂狗操作就不会完成，定时器中的值减到0之后由看门狗发送一个复位信号给cpu结束任务的运行。
外部低速晶振：32.768Khz，提供给RTC的，实时时钟控制器

3. 定时器的分类

高级定时器：定时功能，高级PWM控制功能（timer 1 8）
通用定时器：定时功能，PWM控制功能（timer 2 3 4 5）
基本定时器：定时功能（timer 6， 7）

二、实验开始

有了上面的基础，就可以开始做实验了。

1. 配置一个定时器

一样的，大家不需要看我的soc的引脚封装，可能和大家的不太一样，大家只需要选择一个定时器，然后看我们选择的这个定时器在哪一条总线上面，根据该总线的频率计算定时器的相关参数吗然后进行设置。

大家可以看我的，我使用的这条总线上的频率是64MHz的，结果预分频6400-1，这里为什么减去1，因为寄存器啥的都是从0开始的，接着64MHz除以6400-1是不是大于10000hz，也就是一秒钟可以数10000个数，那么我在计数器值的寄存器里面填写10000-1，是不是一秒之后，我的定时时间就到了。